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中国学者发现神经肽改变动物衰老速度 | 前沿

2018-01-18  林小霖

  撰文 | 叶水送

  我们正在迎接一个“银发”世界,全世界人口的中位年龄(简称平均年龄)在不断增加,以全球发达国家的12亿人口为例,1950年,这些国家人口的中位年龄为28岁,2010年这一数字为40岁,而到2050年,中位年龄会继续攀升,增长至44岁。这意味着,我们抬眼望去,将会是一个白发苍苍的世界,这主要源于全球人口生殖率的下降以及寿命的延长。

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全球超过65岁的老人比例,迅速攀升,图片来自wikipedia

  衰老尽管是一种正常的生理过程,但它免不了给人带来一些烦恼:身体机能下降,疾病趁虚而入。衰老的确与许多疾病相关,如癌症、肥胖以及神经退化等疾病。在一个快速老化的世界里,我们有必要对衰老的机制进行充分的了解。

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基因突变会改变衰老的速率,图片来自nature

  每个人都会衰老,但有些人衰老得慢一点,有的人会快一些,还有一些罕见的遗传突变会导致早衰,如儿童的早老症(Progeria)。尽管研究者对衰老的自然变异非常感兴趣,但目前尚未找到相关因子调控这一过程。11月9日,国际著名学术杂志《自然》,在线发表了中国科学院神经科学研究所蔡时青课题组有关衰老方面的论文:Genetic variation in glia–neuron signalling modulates ageing rate。研究者发现,大脑神经胶质细胞突变会改变衰老的速率,简单来说,研究者发现了两个与衰老有关的遗传突变,它们会降低线虫的交配和摄食行为。通过进一步的研究发现,这两个遗传突变会调控动物的神经活动。这项研究为我们了解衰老机制提供了新的见解。

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 调控衰老相关的分子机制,图片来自nature

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 神经肽介导的胶质细胞-神经元信号通路的遗传多态性调控衰老速度

  研究者发现,线虫(Caenorhabditis elegans)神经胶质细胞rgba-1基因产物会产生4种不同类型的神经多肽,其从胶质细胞中释放出去,与由神经元细胞基因npr-28表达的受体结合起来,进而调控线虫的衰老速度。主要体现在如下几个指标:生殖、摄食、运动能力的下降。RGBA-1神经肽会激活多巴胺能神经元和血清素能神经元上的NPR-28受体,加速细胞衰老。这条信号通路还可减少线粒体非折叠蛋白反应(UPRmt)激活,具体是通过SIR-2.1通路,加速细胞的衰老。

  线虫是常见的实验模式动物之一,它们的基因组小、生长繁殖快,是研究衰老的理想模式生物。根据研究者介绍,目前他们通过全基因组筛选维持神经元功能的突变体,以此找到一些与衰老相关的基因,同时在线虫和小鼠上探讨这些基因的功能和作用机制。至于在这项研究中,神经肽是否在调节人类衰老方面发挥着相似作用,还需进一步的研究。

  今年7月,《知识分子》还介绍了美国爱因斯坦医学院学者蔡东升及其团队在小鼠身上发现,下丘脑中的干细胞数量与衰老有关。当下丘脑干细胞减少时,小鼠整个身体呈现衰老的迹象,如果在中年小鼠的下丘脑中,增加干细胞的数量,小鼠则会减缓衰老的过程。

  目前,有关衰老的理论主要有,基因组不稳定、端粒缩短、表观遗传学改变 , 线粒体功能异常等。这项研究有助于我们对衰老的生理机制有进一步的认识。

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长寿基因和饮食对小鼠寿命的影响,图片来自nature

  那么,该如何保持健康长寿?通过上图我们可看到遗传作用和饮食对小鼠的寿命影响很大,携带有长寿基因的小鼠(DF)要比普通小鼠(WT)寿命长,同时严格控制饮食,使其“食不过饱”,比普通小鼠饮食更少,小鼠的寿命显著延长。由此可见,寿命的长短并非仅是“听天由命”,饮食以及运动也会影响寿命。

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  Yin JA, Gao G et al. Genetic variation in glia–neuron signalling modulates ageing rate.2017. Nature. DOI: 10.1038/nature24463.■

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